專利名稱：基于對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，屬于多媒體信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著多媒體信息處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，語(yǔ)音、圖像和視頻等數(shù)字多媒體信息的存儲(chǔ)、復(fù)制和傳播變得越來越容易，這極大危害了版權(quán)所有者的合法權(quán)益，由此引起的盜版問題和版權(quán)糾紛問題成為影響社會(huì)安定的因素。在此背景下，數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，作為一種新興的版權(quán)保護(hù)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)、發(fā)布追蹤及身份認(rèn)證等多個(gè)領(lǐng)域中。近年來數(shù)字水印技術(shù)取得了很大的發(fā)展，Chen等提出了量化索引調(diào)制(QIM: Quantization Index Modulation)水印方法,作為一類典型的盲水印算法，在算法應(yīng)用和計(jì)算復(fù)雜度上的顯著優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的關(guān)注。然而由于采用了均勻量化的嵌入準(zhǔn)則，攻擊者可以通過針對(duì)水印信號(hào)進(jìn)行平均操作，從而很容易估計(jì)出嵌入的水印信號(hào)，因此造成該方法對(duì)共謀攻擊的脆弱性。P.Gonzalez等受到韋伯定律的啟發(fā)，提出將水印信號(hào)嵌入到載體信號(hào)的對(duì)數(shù)域，然后對(duì)經(jīng)過對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的信號(hào)進(jìn)行水印的嵌入，此方法有效的解決了 QM針對(duì)共謀攻擊的脆弱性的弱點(diǎn)。但是在對(duì)數(shù)域，隨著載體信號(hào)幅值的減小，量化步長(zhǎng)隨之減小，嚴(yán)重降低了此方法的魯棒性。Nima K.K等提出了一種改進(jìn)的對(duì)數(shù)量化函數(shù)，該方法有效解決了上述問題，提高了算法的魯棒性。但是此方法采用固定的量化步長(zhǎng)，因此大大降低了此方法對(duì)于圖像亮度倍增攻擊的魯棒性。而且更嚴(yán)重的是 ，方法中改進(jìn)的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)會(huì)造成已嵌入水印的信號(hào)可能會(huì)落入負(fù)數(shù)區(qū)間，從而引起正負(fù)符號(hào)顛倒的錯(cuò)誤，由此在未收到惡意攻擊時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)水印信號(hào)的提取錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，該方法提出一種新的對(duì)數(shù)量化函數(shù)，能夠根據(jù)對(duì)數(shù)域信號(hào)模型自適應(yīng)的調(diào)整水印嵌入的量化步長(zhǎng)，在保證水印不可見性的同時(shí)顯著提高了水印的魯棒性。本發(fā)明的對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，包括對(duì)待嵌入信號(hào)序列的投影及對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段和通過對(duì)數(shù)域視覺模型自適應(yīng)計(jì)算量化步長(zhǎng)的處理階段，具體實(shí)現(xiàn)步驟為:(I)對(duì)待嵌入信號(hào)序列的投影及對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段，包括:a.從載體中提取載體變換域的待嵌入水印的系數(shù)，組成向量X，計(jì)算向量X在隨機(jī)向量U上的投影xTu。b.構(gòu)造新的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，采用的公式如下
權(quán)利要求
1.一種對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，包括對(duì)待嵌入信號(hào)序列的投影及對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段和通過對(duì)數(shù)域視覺模型自適應(yīng)計(jì)算量化步長(zhǎng)的處理階段，具體實(shí)現(xiàn)步驟為: (1)對(duì)待嵌入信號(hào)序列的投影及對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的處理階段，包括: a.從載體中提取載體變換域的待嵌入水印的系數(shù)，組成向量X，計(jì)算向量X在隨機(jī)向量U上的投影X1U ; b.構(gòu)造新的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，采用的公式為:
2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(I)的子步驟a中，變換域采用的是離散余弦變換。
3.如權(quán)利要求1所述的對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(I)的子步驟a中，u是由密鑰K生成的隨機(jī)向量，長(zhǎng)度與X相同。
4.如權(quán)利要求1所述的對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(I)的子步驟a中，待進(jìn)行對(duì)數(shù)域轉(zhuǎn)換的向量是待嵌入水印的DCT系數(shù)向量在某密鑰生成的隨機(jī)方向上的投影。
5.如權(quán)利要求1所述的對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，其特征在于: 所述步驟(1 )的子步驟b中，參數(shù)μ需滿足條件:
6.如權(quán)利要求1所述的對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(2)中子步驟a中，視覺冗余向量s是根據(jù)修正的Watson視覺模型中的亮度掩蔽構(gòu)造的，以此得到針對(duì)對(duì)數(shù)域修正的向量X在隨機(jī)方向上的最大不可見變化Δ。
7.如權(quán)利要求1所述的對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，其特征在于:所述步驟(2)的子步驟b中，根據(jù)步驟(2)的子步驟a中得到的Δ和公式
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于對(duì)數(shù)域視覺模型的擴(kuò)展變換抖動(dòng)調(diào)制水印方法，包括嵌入水印步驟和檢測(cè)水印步驟。首先將載體圖像分塊，在每個(gè)分塊中提取待嵌入水印的系數(shù)向量，對(duì)每個(gè)向量在隨機(jī)方向上的投影進(jìn)行對(duì)數(shù)域轉(zhuǎn)換，同時(shí)根據(jù)對(duì)數(shù)域的視覺模型計(jì)算每個(gè)系數(shù)向量對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)，利用抖動(dòng)調(diào)制水印嵌入對(duì)每個(gè)分塊嵌入水印信息，最后重建得到嵌入水印的圖像。檢測(cè)水印時(shí)，根據(jù)上述相同的方法，經(jīng)過對(duì)數(shù)域轉(zhuǎn)換和量化步長(zhǎng)的計(jì)算，提取水印信息。本發(fā)明對(duì)水印的魯棒性及不可見性有極大的改善與提高。
文檔編號(hào)G06T1/00GK103247018SQ20131018843
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者劉琚, 萬(wàn)文博, 孫建德, 田敏 申請(qǐng)人:山東大學(xué)